【解答】解:A、当增大R1电阻时,没有作用,因为R1电阻与两平行金属板相串联,没有电流通过,所以R1电阻两端没有电势差.故A错误;
B、当R2减小时,导致总电阻减小,所以总电流变大,则变阻器R3电压变大,电容器板间电压增大,场强增大,液滴所受的电场力增大,将向上加速运动,故B正确;
C、当R3减小时,导致总电阻减小,所以总电流变大,则R2电阻两端电压变大,那么R3变阻器电压变小,电容器板间电压减小,场强减小,液滴所受的电场力减小,将向下加速运动,故C错误;
D、当减小MN间距时,由于平行板两端电压不变,则两板间的电场强度变大,所以电场力将大于重力,液滴向上加速运动,故D正确. 故选:BD.
【点评】电阻R1与两平行板相串联,由于没有电流,所以没有电势降落,因此可将R1电阻去除.当改变间距时,会导致两板间的电容变化.
10.如图所示,电源电动势为E,内阻为r.当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时,下列说法不正确的是( )
A.电阻R3消耗的功率变大 B.电容器C上的电荷量变大 C.灯L变暗
D.R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值 【考点】闭合电路的欧姆定律. 【专题】恒定电流专题.
【分析】首先明确电路结构,R2和L并联然后和R1串联,串联后与R3并联.
【解答】解:A、当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时,电阻变小,则外电路的总电阻变小,
小电阻分小电压,则外电压变小,故R3消耗的功率:P=
变小,A错误;
B、R2变小,外电路的总电阻变小,则干路总电流变大,而R3上电压变小则电流变小,故R1上电流变大,电压变大,故电容器两端电压变大,Q=CU,则电荷量变大,故B正确;
C、R2变小,小电阻分小电压,则R2的电压变小,灯泡的电压变小,故灯L变暗,C正确; D、R1两端的电压变大,R2两端的电压变小,二者电压之和等于外电压,由前面分析之外电压变小,故R1两端增加的电压小于R2两端减小的电压,D正确; 题目要求选不正确的,故选:A.
【点评】本题考查电路的动态分析,关键抓住电源的电动势和内阻不变,运用“局部→整体→局部”的思路进行分析.
二.实验题(27分)
11.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I/(A) 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 U(V) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 (1)在图1中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0~10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干. (2)在图2中画出小灯泡的U﹣I曲线.
(3)若将该小灯泡接在电动势是1.5V,内阻是2.0Ω的电池两端,根据图象(要体现在图上)小灯泡的实际功率是 0.27~0.28 W.(保留2位有效数字)
0.
1.
【考点】测定金属的电阻率. 【专题】实验题;恒定电流专题. 【分析】(1)为测量多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡电阻较小,远小于电压表内阻,电流表应采用外接法,据此作出实验电路图.
(2)根据表中实验数据,应用描点法作图,作出小灯泡的伏安特性曲线.
(3)在小灯泡的伏安特性曲线上作出电源路端电压与电路电流关系图象,找出该图象与灯泡伏安特性曲线交点所对应的电压与电流值,由P=UI求出灯泡的实际功率. 【解答】解:(1)由于小灯泡灯丝的电阻值远小于电压表的内阻,如:电压为2.00V时,其阻
值R灯==,为减少由于电表接入电路引起的系统误差,应采用电流表外接法.为
使小灯泡两端的电压的变化范围尽可能大,滑线变阻器应连接成分压电路,实验电路如图1所示.
(2)根据实验得到的数据在U﹣I坐标系中描点,并将这些数据点连接成一条平滑的曲线,如图2所示.
(3)作出电源的U﹣I图线,它与小灯泡的伏安特性曲线的交点坐标就是小灯泡的工作点,小灯泡的实际电流为0.33﹣0.35A电压为0.80﹣0.82V,功率P=IU=0.27~0.28W. 故答案为:(1)电路图如图1所示;(2)图象如图2所示;(3)0.27~0.28.
【点评】本题考查了实验电路的设计,设计实验电路是实验常考问题,设计实验电路的关键是根据题目要求确定滑动变阻器采用分压接法还是采用限流接法,根据待测电路元件电阻大小与电表内阻间的关系确定电流表采用内接法还是外接法.
12.(10分)(2015?河南一模)某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).实验室备有如下器材:
A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ) B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω) C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω) D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A) E.电阻箱R2(0~999.9Ω) F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选 A2 (选填“A1”或“A2”),请将实物连线补充完整.
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图.根据测量数据作出﹣
图象,如图丙所示.若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=
(用k、b和R2表示).该实验的测量值偏小,造成此系统误差主要原因
,内阻r=
是 电压表分流 .
【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线.
【专题】实验题;恒定电流专题. 【分析】(1)根据通过待测电阻的最大电流选择电流表;为准确测量电阻阻值,应测多组实验数据,根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法;根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法,然后连接实物电路图.
(2)由闭合电路的欧姆定律求出与的关系式,根据该关系式求出电源的电动势与内阻;
由于电压表的分流作用使测量值偏小. 【解答】解:(1)电压表量程是3V,通过待测电阻的最大电流 I=
=
=0.0015A=1.5mA,
因此电流表应选电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω);
待测电阻R0阻值约为2kΩ,滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A) 与电阻箱R2(0~999.9Ω)最大阻值均小于待测电阻阻值,
变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据,为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法;
=
=40,
=
=2,
>,电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示.
(2)由图乙所示电路可知,E=U+Ir=U+势E=,
r,则=+,因此图象的纵轴截距b=,电动
图象的斜率k=,则电源内阻r=kE=;由图乙所示可知,由于电压表分流,使实验的测量值偏小.
故答案为:(1)A2;电路图如图所示;(2);;电压表的分流.
【点评】根据待测电阻与滑动变阻器阻值间的关系确定滑动变阻器的接法,根据待测电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键. 13.(10分)(2015秋?洛阳校级月考)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下: A.待测电压表V(量程3V,内阻未知) B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA) D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计) E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确.若这时刻度盘上的指针位置如图1所示,则测量的结果是 3000 Ω.
(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图2所示的甲、乙实验电路,你认为其中较合理的电路图是 乙 .理由是 如果选择图甲所示电路,电流电流太小,电流表无法读数 . (3)用你选择的电路进行实验时,需要直接测量的物理量是: k1、k2闭合时电压表示数U1,k1闭合k2断开时电压表读数U2 ;用上述所测量的各量表示电压表的内阻RV= R .
【考点】伏安法测电阻.
【专题】实验题;恒定电流专题. 【分析】(1)欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数; (2)分析清楚电路结构,根据实验器材与电路结构分析答题;
(3)根据实验目的、实验原理与实验电路确定实验需要测量的量,然后应用欧姆定律求出电压表内阻. 【解答】解:(1)选用×100Ω倍率粗测电压表内阻,由图示可知,其读数为30×100=3000Ω. (2)由于电压表内阻较大,如果选用图甲所示电路,电路电流很小,电流表指针几乎不偏转无法读数,选用图乙所示电路是合理的,图乙中R的阻值与电压表阻值接近,误差小; (3)闭合k1、k2,读出电压表示数U1,然后断开k2,读出电压表示数:U2;
k2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,电压表与电阻R串联,流过它们的电流相等, 则
=
,解得:RV=
R;
故答案为:(1)3000;(2)乙;如果选择图甲所示电路,电流电流太小,电流表无法读数;(3)k1、k2闭合时电压表示数U1,k1闭合k2断开时电压表读数U2;
R.
【点评】本题考查了欧姆表的使用方法,电路的选择,要根据实际情况分析不同的电路图误差的原因及误差大小,选择最佳电路图,难度稍大.
三.计算简答题(33分)
14.如图所示,R1=2Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,当S接通时,电压表读数为2.4V,S断开时,电压表读数为2V,则电源电动势和内阻各为多少?
【考点】闭合电路的欧姆定律. 【专题】恒定电流专题.
【分析】先分析开关S闭合和断开时的电路结构,再结合闭合电路欧姆定律求出电源的电动势和内阻.
【解答】解:当S接通时,R2和R3并联后与R1串联接入电路,电压表测量R1电压,根据闭合电路欧姆定律得:
E===2.4+1.2(2+r)
当S断开时,R1与R3串联接入电路,电压表测量R1电压,根据闭合电路欧姆定律得: E=
=2+
联立解得:E=6V,r=1Ω
答:电源电动势为6V,内阻各为1Ω.
【点评】解决本题的关键理清电路,搞清串并联关系,结合闭合电路欧姆定律进行求解.